- 분류
- 반도체
영역 선택적 2차원 전이금속 칼코게나이드 박막의 제조 기술 및 이를 통하여 제조된 박막
리소그래피 공정에서 발생하는 포토레지스트 잔류 문제를 해결하기 위해, 집속이온빔(FIB)을 이용해 기판의 원하는 영역에만 전이금속층을 직접 증착하여 패터닝하는 방식을 적용함
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TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
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TRL08
시작품 인증/표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
- 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
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TRL07
Pilot 단계 시작품 신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
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TRL06
Pilot 단계 시작품 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
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TRL05
시제품 제작/ 성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
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TRL04
연구실 규모의 부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
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TRL03
연구실 규모의 성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
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TRL02
실용 목적의 아이디어/특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
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TRL01
기초 이론/실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
기술설명
- 기술개요 및 핵심내용
- ᛫ 리소그래피 공정에서 발생하는 포토레지스트 잔류 문제를 해결하기 위해, 집속이온빔(FIB)을 이용해 기판의 원하는 영역에만 전이금속층을 직접 증착하여 패터닝하는 방식을 적용함
᛫ 선택적으로 증착된 전이금속층을 칼코겐 소스와 반응시키는 CVD·ALD 기반 공정을 통해 PtSe₂ 등 전이금속 칼코게나이드 박막을 형성함
᛫ FIB 증착 후 동일 금속을 추가 증착하거나 금속 전극을 형성하는 단계를 조합함으로써 다양한 두께·형상의 패턴화된 2차원 칼코게나이드 박막을 구현함
᛫ 제조된 박막은 라만·XPS·TEM 분석에서 균일한 조성·두께·패턴 정밀도가 확인되며, 포토레지스트 없이도 우수한 전기·광학 특성을 가지는 2D 반도체로서 디바이스 제작에 활용 가능함
- 기존기술한계점
- ᛫ 전이금속 칼코게나이드층을 리소그래피로 패터닝할 때 포토레지스트가 결함 부위에 안정적으로 결합해 잔류하게 되며, 식각 후에도 제거가 어려워 2차원 반도체 층상소재의 표면 특성을 크게 저하시킴
᛫ 패턴 공정(C-E 단계)에서 상부·측면에 포토레지스트 잔류물이 불가피하게 남고, 결함 부분에 존재하는 포토레지스트 잔류물의 경우에 제거하기 어려운 문제점
- 본 기술차별점
- ᛫ 집속이온빔을 이용해 기판의 특정 영역에만 선택적으로 전이금속 칼코게나이드 박막을 형성함으로써우수한 전기적·광학적 특성을 가진 박막을 제조할 수 있음
᛫ 리소그래피 및 식각 공정을 사용하지 않고도 고정밀 패터닝이 가능하며, 친환경적 제조가 가능한 효과가 있음
- 관련시장 및 적용분야
- 2025년 41.1억 달러 ⇀ 2030년 57.8억 달러 (연평균성장률 7.1%)
빛의 강도·형태·변화 등을 감지하여 전기 신호로 변환
응용분야: 광센서
적용분야: 광센서 스마트폰·자동차 등 응용 확대로 CMOS 기반 보급형과 MEMS 기반 고부가 제품이 공존